基于云教学的面向对象程序设计与实践课程混合教学模式研究

西南财经大学天府学院 郭 进 陈小宁 徐鸿雁 高玲玲 罗 丹 范佳伟

2020 年，新型冠状病毒感染的肺炎蔓延至全国，不但给交通、旅游、餐饮、娱乐业造成了严重的冲击，也给整个教育行业带来了严重的影响，学生和教师在疫情严重的时候，不能正常在课堂上开展教学活动。但是另外一方面，这场疫情对线上教育、云教学等来讲，却是一次快速发展的机遇。

传统高等教学模式在经过了网络MOOC 教学模式阶段后，已经发生了巨大的变大，开放化、移动化、丰富化的教学资源赋予了网络时代鲜明的特点，但是发展后期也表现出适应性不强的劣势。针对学生个性化的SPOC 在线课程为高等教学混合教学模式提供了更加优质的平台。SPOC 混合教学是对MOOC 教学的有力补充和改进，教学设计考虑以学生为中心，以学生能力培养为目标。随着大数据技术、5G 物联网等技术的不断革新，教学模式也将继续进行与时俱进的变革，有移动互联网、大数据等技术支撑的混合教学模式成了研究热点。

一、云教学和混合教学模式

2015 年，云教学的概念首次被提出，其是基于云计算技术所开展的教学活动，教学过程以及学习行为数据都以大数据的形式呈现，并且基于大数据进行实时和科学的管理。教育部发布的《教育信息化2.0 行动计划》标志着我国教育教学正与大数据、人工智能、移动互联等进行深度融合，同时也为教师带来了机遇和挑战。

课程设计是课程建设过程中的瓶颈，也是云教学模式下如何将线上微课、慕课、智能教学平台与线下课程教学结合，进行混合教学设计的关键。建构主义理论强调以学生为中心，教师是学生知识构建的辅助者，主要职责是以学生能力培养为目标，基于丰富的云教学资源和平台为学生搭建好学习环境，设计好学习路线，通过采用混合教学模式保障学生的能力培养。

二、面向对象程序设计与实践课程混合教学模式设计

结合学校办学定位，计算机专业致力于培养区域和行业发展所需的应用型人才。根据面向对象程序设计与实践课程在人才培养方案中的定位，我们建立了明确的应用型示范课程目标，以培养学生具有初步解决复杂工程问题的综合能力。

（一）课程整体设计

课程设计了丰富的教学案例，根据软件开发规模由小到大，对课程知识和学生能力进行工作过程重构，从程序变量定义、程序控制结构选择、面向对象引入、交互式程序设计开发以及程序调试和异常处理进行拆解，针对简单基础程序开发、基础面向对象程序开发以及简单程序系统开发，共确定学生需要达成能力单元15 个，如下图所示。具体的课程能力单元如下表所示。

序号 五大实施步骤 能力单元1 程序变量定义1.1 能够使用变量进行程序设计开发1.2 能够选择设计合适的数据类型进行程序开发，包括类数组和接口等1.3 能够使用或设计复杂数据类型或数据结构进行程序设计，包括集合泛型

2 程序控制结构选择2.1 能够使用基本程序控制结构实现程序流程2.2 能够优化和设计复杂的程序控制流程2.3 引入多线程等实现更加复杂的程序控制3 面向对象思想引入3.1 常用类和JDK 文档查询3.2 类和对象的使用，能够实现类的成员变量，构造函数，成员函数3.3 能够应用类的封装继承和多态优化程序设计3.4 掌握抽象类抽象方法以及接口4 交互式程序开发辅助4.1 基本输入输出实现程序的交互4.2 数据的保存和读取4.3GUI 程序设计开发5 程序调试和异常处理5.1 能够进行程序的断点调试，查找程序问题5.2 能够对程序进行分析，使用条件判断处理程序异常5.3 掌握程序异常处理方式以及自定义异常

无论是疫情期间的线上教学，还是回归课堂的混合教学，设计和开发适合本校学生学情且形式多样化的教学资源是重要基石。课程制定了教学大纲，实验大纲以及课程设计大纲作为课程纲领。采用自编教材《Java 基础案例教程》（电子工业出版社），教材也充分考虑了后期混合教学的课堂翻转，配套PPT 以及100 多个案例源码，完整的实验指导和作业题库方便对学生进行充分测评。视频资源采用网易云课堂的马士兵老师视频资源，视频内容简短完善且支持碎片化学习。在学生程序设计能力实训方面，采用EduCoder 平台，除了能对学生充分进行实训练习外，其过关式的实训过程也可以充分激发学生热情。

（二）混合教学模式设计

课程采用基于云教学平台的混合教学模式，主要包括了前段分析、课程设计、课程组织。

前端分析主要包括对学习对象、教学内容以及教学环境的分析。学习对象的分析主要包括对学生的知识基础、学习能力素质以及学习热情等的分析；教学内容则包括了教学大纲、需要掌握的知识点的分解、学生需要掌握的能力分析；教学环境主要包括了课堂教学环境，以及基于EduCoder平台或者SPOC 的云教学平台。

课程设计主要包括了以知识点为基础框架的教学资源设计，微视频、PPT 课件、参考资料以及作业练习题等。教学大纲需要分析清楚学生通过本门课程应掌握的知识点，以及通过本门课程所锻炼的能力和素质；教案设计过程应以学生为中心，结合课程知识点和教学环境设置设计教学过程；微视频和PPT 以某一小知识点为载体，对这一个小问题进行讲解，时间短而适中且适合学生进行碎片化学习。

课程的组织，关键是需要进行详细的翻转课堂设计。针对面向对象程序设计与实践课程的能力单元，我们设计了丰富的案例，基于案例教学开展混合教学模式设计。课前布置每周的前期学习任务，学生学习在线视频或者PPT，通过测验的方式对知识点的学习情况进行检测。课堂上实现案例的翻转教学：（1）案例项目引入，项目驱动引入案例；（2）案例分析，对案例需要完成的任务进行分析，可以是小组的讨论也可以是教师的提问等；（3）案例关联知识，针对需要完成的任务所用到知识点，进行必要的关键点讲授，或者根据前期同学们学习的情况进行课程翻转讲解；（4）案例实现，案例实现过程中可以是教师演示分析，也可以是师生协作完成，也可以抽查同学们翻转完成，形式可以多样化；（5）案例小结，针对案例实现过程中的重要知识点，或者暴露出现的问题进行案例小结，同时也对同学们的学情进行及时的反馈；（6）案例拓展，通过课后的拓展性作业练习引导学生进行探究性学习。针对课程设计项目，也采用完全翻转的模式，布置一个比较大的项目任务，基本覆盖所有面向对象程序设计的知识点，结合实际问题进行项目需求分析、项目设计、文档设计、项目答辩，训练学生基础软件项目开发流程。

基于EduCoder 和SPOC 平台的评价环节呈现出多元化，学生的课程访问次数、课件下载次数、视频在线观看次数、参与讨论的情况等都可以作为评价依据。当然，最主要的还包括个人或者小组协同完成的作业项目、测试以及教师的评价。最终教师根据综合评价给出本课程的量化分数。

综上所述，云教学为混合教学提供了强有力的信息技术支撑，云教学模式下混合教学模式设计是对传统面向对象程序设计与实践课程教学流程的颠覆，是对课程的拓展和创新。坚持以学生为中心，以学生能力培养为目标，授之以鱼不如授之以渔，结合案例驱动和混合教学模式，将对学生能力的培养提供强有力的保证和支持，更有利于课程目标的达成。